Введение к работе
Металлические гофрированные структуры (МГ'С) для водопропускных груб на отечественных железных дорогах используются с начала прошлого века. За этот период подтвердилась эффективность их применения. Основным отличием сооружений из МГ'С, определяющим дальнейшую перспективу роста их объемов является то, что использование МГС позволяет получить, в отличие от водопропускных труб из традиционных материалов па жестких фундаментах, сооружение гораздо лучше адаптирующееся к совместной работе с грунтовым массивом за счет своей гибкости, деформативлости, податливости. Это дало возможность полностью отказаться от сооружения фундаментов для водопропускных труб замкнутого контура и сократить до минимума работы по ею сооружению при арочных конструкциях.
Тем не менее, до настоящего времени объёмы и область применения таких сооружении пока не велика. Сдерживающим фактором являлась недостаточная нормативная база из-за ограниченного опыта эксплуатации, а также трудности производства j офроструктур из-за отсутствия специализированных заводов, длительный период дефицита металла, слабое научное обоснование. В настоящее время эти препятствия кроме недостаточной нормативной базы, в основном, отпали.
Актуальность.
В силу приведенных выше качеств искусственные сооружения из гофрированных струїсгур являются одним из основных инновационных направлений в строительстве транспортных коммуникаций. Создание нормативной базы - актуально и необходимо в кратчайшее сроки в связи с активизацией развития сети путей сообщения в единой транспортной системе страны (НТО и реконструкции действующих транспортных коммуникаций -железных и автомобильных дорог. Это определяет тему диссертационной работы.
Теоретической и методологической базой диссертационной работы являются:
Системный подход к оценке опыта проектирования и строительства сооружений из МГС;
Инженерно-статистический анализ и обобщение отечественных и иностранных исследований по надежности малых искусственных сооружений с применением МГС;
Объективные экономические законы, теория математической статистики и анализа;
Анализ применения существующих методов расчета технических систем «земляное полотно - искусственное сооружение»;
Композитный метод формирования организационно-технических решений.
Шу^ШШ._!ШЖШ2 определяется тем, что впервые и нормативной базе по проекшрованшо и строительству металлических гофрированных
водопропускных труб разработаны методические рекомендации по
обоснованному применению на транспортных коммуникациях
Металлических гофрированных труб (МГТ) большого диаметра;
МГТ с усиленной армогрунтовой обоймой;
МГТ на постоянных водотоках с карчеходами и наледями;
МГТ на вечной мерзлоте.
Целью работы является определение условий и основных факторов, необходимых для отражения при организации разработки нормативной базы для проектирования и строительства искусственных сооружений из металлических гофрированных структур на транспортных коммуникациях в различных регионах страны.
Задачи:
Обобщить опыт строительства МГТ диаметром до 3-х и более 3-х м;
Исследовать возможности и направления расширения области применения МГТ;
Разработать условия и требования по нормативному обеспечению надежности применения искусственных сооружений из МГС:
При минимальной и максимальной высоте насыпи при различном сочетании давления грунта и подвижной нагрузки;
При вечной мерзлоте и слабом основании;
При осложненном протекании потока вследствие наличия на водотоке карчехода, ледохода и наледей.
Практическая значимость: разработанные нормативная база и методы проектирования и строительства МГТ предназначены для использования при конкретном проектировании искусственных сооружений из МГС в различных районах Российской Федерации.
Апробация работы: Результаты докладывались и обсуждались па научно-технических конференциях, организованных Росавтодором и Ml [С а г.г. Санкт-Петербург, Пушкин, Павловск, а также на семинарах в научно-исследовательских н учебных институтах ЦНИПС, ССЖЛДОРШШ, МНИТ.
Внедрение:
Первая разработка методических рекомендации (ОДМ) рассмотрена и утверждена Росавтодором (№ОС-542-р);
разработаны и защищены патентом методы проектирования МГТ па вечной мерзлоте.
Публикации: основные положения работы и опыт внедрения отражены в статьях и нормативных документах, разработанных с участием и под руководством автора.
В настоящее время благодаря развитию новых технологий созданы благоприятные условия для широкого применения гофрированною листового металла в конструкциях транспортных сооружений, обладающих достаточной гибкостью и прочностью, различного назначения (водопропускные трубы, путепроводы (в том числе тоннельного типа), пешеходные переходы, зверопроходы и т.д.) на железных и автомобильных дорогах. Такие конструкции по сравнению с традиционными (железобетонными, каменными и др.) обладают существенными достоинствами:
высокой -экономической эффективностью и эксплуатационной надежностью;
возможностью обеспечения дополнительной прочности и сейсмостойкости за счет совместной работы с прилегающим грунтом;
простотой сборки и возможностью выполнения ее небольшим числом рабочих невысокой квалификации, а также короткими сроками постройки сооружений, позволяющими быстро открывать движение по дороге;
малым весом элементов труб и удобством их перевозки любыми видами транспортных средств;
простотой и экономичностью эксплуатации;
высокой сопротивляемостью коррозии, обеспечиваемой устройством защитных покрытий в виде оцинковки либо алюминизацин, дополнительной антикоррозионной защиты, лотков, а также применением новых видов металлов, устойчивых против коррозии;
возможностью использования гофрированных металлических конструкций для замены старых каменных арочных и железобетонных мостов, труб, путепроводов и других транспортных сооружений;
полным отсутствием мокрых процессов и необходимости сооружения фундаментов;
высокой долговечностью;
надежностью и ремонтопригодностью в эксплуатации;
устойчивостью к динамическим воздействиям, вибро- и сейсмостойкостью, обеспечиваемыми гибкостью сооружения.
Элементы конструкций, благодаря малому весу и возможности складирования в пачки, весьма удобны для доставки на строительство как наземным, так н воздушным транспортом; они применимы под насыпями значительной высоты, удобны для упшрення дороги путем соответствующего наращивания секций, а также для реконструкции и ремонта старых сооружений.
